(57)【要約】【課題】所定の全気孔率を有する多孔質炭素材料と、この多孔質炭素材料を用いたフィルターと、この多孔質炭素材料を用いて、粒子脱落が少なく、燃料ポンプの性能を維持でき、且つ長寿命且つ安価に製造できる燃料ポンプ用フィルターを提供する。【解決手段】黒鉛粉末及び結合剤を混練した混練物を成形、熱処理するか、または、黒鉛粉末及び結合剤を混練した混練物と、熱可塑性樹脂、ピッチ、タールから選ばれる１種以上と、を混合、成形、熱処理して、全気孔率が２０〜７０％、かさ比重が０．６〜１．２ｇ／ｃｍ３である多孔質炭素材料を得る。この多孔質炭素材料をフィルター及び燃料ポンプ用フィルターとして用いる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
全気孔率が２０〜７０％の多孔質炭素材料。
【請求項２】
かさ比重が０．６〜１．２ｇ／ｃｍ３である請求項１記載の多孔質炭素材料。
【請求項３】
黒鉛粉末及び結合剤を混練した混練物を成形、熱処理した請求項１又は２に記載の多孔質炭素材料。
【請求項４】
黒鉛粉末及び結合剤を混練した混練物と、熱可塑性樹脂、ピッチ、タールから選ばれる１種以上と、を混合、成形、熱処理した請求項１又は２に記載の多孔質炭素材料。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の多孔質炭素材料を用いたフィルター。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の多孔質炭素材料を用いた燃料ポンプ用フィルター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多孔質炭素材料、この多孔質炭素材料を用いたフィルター及び燃料ポンプ用フィルターに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車、航空機等の輸送手段（以下，単に自動車という。）の燃料供給系として、燃料タンク内に貯蔵された燃料をポンプで燃料ポンプ用フィルター（以下，フィルターという。）に送り、このフィルターにより粗い金属粉、固形物等の粒子を除去し、そして、分別、精製された清浄な燃料を燃焼室に噴射するという方式が採用されている。このフィルターとしては、布製品あるいは下記特許文献１に示されるような活性炭が用いられていた。
【特許文献１】実開昭６２−１２４２７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、布製品をフィルターとして用いると、布製品を構成する繊維が長期間の使用により強度低下し切断され短繊維となって燃料中に混入する場合があった。同様に活性炭をフィルターとして使用すると、活性炭を構成する炭素粒子が脱離、脱落し、やはり燃料中に混入するという問題があった。一方、きめの細かい材料を用いてフィルターを構成すると燃料ポンプ中に含まれる上記、金属の不純物は十分に除去できる。しかしながら、フィルターとしての効率が低下するだけでなく、すぐに目詰まりを起こすのでフィルターを頻繁に交換する必要があった。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、所定の全気孔率を有する多孔質炭素材料と、この多孔質炭素材料を用いたフィルターと、この多孔質炭素材料を用いて、粒子脱落が少なく、燃料ポンプの性能を維持でき、長寿命且つ安価に製造できる燃料ポンプ用フィルターとを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の多孔質炭素材料は、全気孔率が２０〜７０％のものであるが、３０〜６０％とすることがより好ましい。なお、全気孔率は多孔質炭素材料の真比重とかさ比重とから算出する。また、かさ比重が０．６〜１．２ｇ／ｃｍ３であることが好ましいが、０．８〜１．０ｇ／ｃｍ３とすることがより好ましい。かさ比重が０．６ｇ／ｃｍ３よりも小さいと強度不足となり形状を維持することが困難となる。また、かさ比重が１．２ｇ／ｃｍ３よりも大きいと、フィルター等として使用した場合に目詰まりを起こしやすくなるためである。なお、このかさ比重はＪＩＳ  Ｒ７２２２−１９９７により求めた。また、本発明の多孔質炭素材料は、黒鉛粉末及び結合剤を混練した混練物を成形、熱処理してなるものであることが好ましい。または、黒鉛粉末及び結合剤を混練した混練物と、熱可塑性樹脂（例えば、ポリビニルアルコール樹脂（以下ＰＶＡ）、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂等）、ピッチ、タールから選ばれる１種以上と、を混合、成形、熱処理してなるものであることが好ましく、さらに、前記混練物が４０〜８０％、さらに好ましくは５０〜７０％とし、残部が前記熱可塑性樹脂、ピッチ、タールであることが好ましい。
【０００６】
本発明のフィルター及び燃料ポンプ用フィルターは、上記多孔質炭素材料を用いたものであることが好ましい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、所定の全気孔率を有する多孔質炭素材料と、この多孔質炭素材料を用いたフィルターと、この多孔質炭素材料を用いて、粒子脱落が少なく、燃料ポンプの性能を維持でき、長寿命且つ安価に製造できる燃料ポンプ用フィルターとを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に、本発明の実施形態に係る多孔質炭素材料の製造方法を説明する。本発明の多孔質炭素材料は、黒鉛粉末及び結合剤を混練した混練物を成形、熱処理してなるものである。以下、具体的に説明する。なお、黒鉛粉末としては、鱗片状黒鉛、土状黒鉛等の天然黒鉛あるいはキッシュ黒鉛、膨張黒鉛、さらには等方性黒鉛を微粉砕して得られた人造黒鉛が例示できる。なお、平均粒子直径が１０〜１００μｍ、好ましくは１０〜５０μｍの黒鉛粒子を使用することが好ましい。平均粒子直径が１０μｍよりも小さいと焼成時にクラックが生じ、平均粒子直径が１００μｍよりも大きいと強度不足となるからである。また、結合剤としては，コールタール、ピッチ、あるいはフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂を例示できる。
【０００９】
上記黒鉛粉末１００％と上記結合剤５０〜１００％とを配合、混練後、成形体を金型成型等の成形手段で成形し、この成形体を４００〜１０００℃で熱処理することにより、本発明の多孔質炭素材料は完成する。
【００１０】
次に、本発明の別実施形態に係る多孔質炭素材料の製造方法を説明する。本発明の多孔質炭素材料は、黒鉛粉末及び結合剤を混練した混練物と、熱可塑性樹脂、ピッチ、タールから選ばれる１種以上と、を混合、成形、熱処理してなるものである。以下、具体的に説明する。なお、黒鉛粉末及び結合剤としては、上記実施形態と同様のものが例示できる。
【００１１】
まず、上記黒鉛粉末１００％と上記結合剤５０〜１００％とを配合、混練後、１０〜１００μｍの平均粒子直径に粉砕する。次に、粉砕された混練物と熱可塑性樹脂とを混合するが、その割合は混練物１００％に対して熱可塑性樹脂２０〜８０％とすることが好ましく、３０〜７０％とすることがさらに好ましい。この混練物と熱可塑性樹脂との混合物を、金型成型等の成形手段で成形体とし、この成形体を４００〜１０００℃、好ましくは５００〜８００℃で熱処理することにより、本発明の多孔質炭素材料は完成する。なお、粉砕された混練物と結合させるための熱可塑性樹脂としては、ＰＶＡが例示できる。この場合、熱可塑性樹脂としては炭化収率が１〜２０％の熱可塑性樹脂を使用することが好ましい。
【００１２】
上記構成により、全気孔率が２０〜７０％、かさ比重が０．６〜１．２ｇ／ｃｍ３である多孔質炭素材料を提供できる。
【００１３】
また、上記のようにして製造された多孔質炭素材料を用いたフィルターや燃料ポンプ用フィルターを提供できる。
【実施例】
【００１４】
以下、本発明を実施例に基づき具体的に説明する。
（実施例１）
平均粒子直径が約３０μｍの人造黒鉛（真比重２．２３ｇ／ｃｍ３）５０％と、平均粒子直径が約３０μｍの人造黒鉛（真比重２．２１ｇ／ｃｍ３）５０％と、ハードピッチ７０％とを配合、混練し、粒子直径約５０μｍに粉砕した。この粉砕物にＰＶＡを５０％混合し、成形圧力１．０ｔ／ｃｍ２で金型成形し、この成形品を６００℃で、２４時間熱処理した。この熱処理品を実施例１の試料とした。
【００１５】
（実施例２）
実施例２の試料は、ＰＶＡを２０％混合した以外、実施例１と同様の方法で作製した。
【００１６】
（実施例３）
実施例３の試料は、焼成温度を８００℃とした以外、実施例１と同様の方法で作製した。
【００１７】
（比較例１）
比較例１の試料は、成形圧力を１．５ｔ／ｃｍ２として金型成形した以外、実施例１と同様の方法で作製した。
【００１８】
（比較例２）
比較例２の試料は、粉砕物に混合するＰＶＡの量を８０％とした以外、実施例１と同様の方法で作製した。
【００１９】
（比較例３）
比較例３の試料は、粉砕物にＰＶＡを混合しないこと以外、実施例１と同様の方法で作製した。
【００２０】
以下に実施例１〜３及び比較例１〜３の試料の比較表を示す。
【００２１】
【表１】
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【００２２】
上記表１より、比較例１〜３で得られた材料は、形状さえも維持できず、全気孔率も本発明の範囲外のものとなり、フィルター性能を満足できるものではないことがわかる。これに対し、実施例１〜３で得られた材料は、形状を維持でき、本発明の全気孔率範囲のものであり、フィルター性能を満足するものであることがわかる。
【００２３】
なお、本発明は、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で設計変更できるものであり、上記実施形態や実施例に限定されるものではない。